晶体管原理与设计(微电子器件)课程期末复习题

1 “微电子器件”课程复习题 一、填空题 1、若某突变PN结的P型区的掺杂浓度为163A1.510cmN，则室温下该区的平衡多子浓度pp0与平衡少子浓度np0分别为（ ）和（ ）。 2、在PN结的空间电荷区中，P区一侧带（ ）电荷，N区一侧带（ ）电荷。内建电场的方向是从（ ）区指向（ ）区。 3、当采用耗尽近似时，N型耗尽区中的泊松方程为（ ）。由此方程可以看出，掺杂浓度越高，则内建电场的斜率越（ ）。 4、PN结的掺杂浓度越高，则势垒区的长度就越（ ），内建电场的最大值就越（ ），内建电势Vbi就越（ ），反向饱和电流I0就越（ ），势垒电容CT就越（ ），雪崩击穿电压就越（ ）。 5、硅突变结内建电势Vbi可表为（ ），在室温下的典型值为（ ）伏特。 6、当对PN结外加正向电压时，其势垒区宽度会（ ），势垒区的势垒高度会（ ）。 7、当对PN结外加反向电压时，其势垒区宽度会（ ），势垒区的势垒高度会（ ）。 8、在P型中性区与耗尽区的边界上，少子浓度np与外加电压V之间的关系可表示为（ ）。若P型区的掺杂浓度173A1.510cmN，外加电压V = 0.52V，则P型区与耗尽区边界上的少子浓度np为（ ）。 9、当对PN结外加正向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（ ）；当对PN结外加反向电压时，中性区与耗尽区边界上的少子浓度比该处的平衡少子浓度（ ）。 10、PN结的正向电流由（ ）电流、（ ）电流和（ ）电流三部分所组成。 2

11、PN结的正向电流很大，是因为正向电流的电荷来源是（ ）；PN结的反向电流很小，是因为反向电流的电荷来源是（ ）。 12、当对PN结外加正向电压时，由N区注入P区的非平衡电子一边向前扩散，一边（ ）。每经过一个扩散长度的距离，非平衡电子浓度降到原来的（ ）。 13、PN结扩散电流的表达式为（ ）。这个表达式在正向电压下可简化为（ ），在反向电压下可简化为（ ）。 14、在PN结的正向电流中，当电压较低时，以（ ）电流为主；当电压较高时，以（ ）电流为主。 15、薄基区二极管是指PN结的某一个或两个中性区的长度小于（ ）。在薄基区二极管中，少子浓度的分布近似为（ ）。 16、小注入条件是指注入某区边界附近的（ ）浓度远小于该区的（ ）浓度，因此该区总的多子浓度中的（ ）多子浓度可以忽略。 17、大注入条件是指注入某区边界附近的（ ）浓度远大于该区的（ ）浓度，因此该区总的多子浓度中的（ ）多子浓度可以忽略。 18、势垒电容反映的是PN结的（ ）电荷随外加电压的变化率。PN结的掺杂浓度越高，则势垒电容就越（ ）；外加反向电压越高，则势垒电容就越（ ）。 19、扩散电容反映的是PN结的（ ）电荷随外加电压的变化率。正向电流越大，则扩散电容就越（ ）；少子寿命越长，则扩散电容就越（ ）。 20、在PN结开关管中，在外加电压从正向变为反向后的一段时间内，会出现一个较大的反向电流。引起这个电流的原因是存储在（ ）区中的（ ）电荷。这个电荷的消失途径有两条，即（ ）和（ ）。 21、从器件本身的角度，提高开关管的开关速度的主要措施是（ ）和 3

（ ）。 22、PN结的击穿有三种机理，它们分别是（ ）、（ ）和（ ）。 23、PN结的掺杂浓度越高，雪崩击穿电压就越（ ）；结深越浅，雪崩击穿电压就越（ ）。 24、雪崩击穿和齐纳击穿的条件分别是（ ）和（ ）。 25、晶体管的基区输运系数是指（ ）电流与（ ）电流之比。由于少子在渡越基区的过程中会发生（ ），从而使基区输运系数（ ）。为了提高基区输运系数，应当使基区宽度（ ）基区少子扩散长度。 26、晶体管中的少子在渡越（ ）的过程中会发生（ ），从而使到达集电结的少子比从发射结注入基区的少子（ ）。 27、晶体管的注入效率是指（ ）电流与（ ）电流之比。为了提高注入效率，应当使（ ）区掺杂浓度远大于（ ）区掺杂浓度。 28、晶体管的共基极直流短路电流放大系数是指发射结（ ）偏、集电结（ ）偏时的（ ）电流与（ ）电流之比。 29、晶体管的共发射极直流短路电流放大系数是指（ ）结正偏、（ ）结零偏时的（ ）电流与（ ）电流之比。 30、在设计与制造晶体管时，为提高晶体管的电流放大系数，应当（ ）基区宽度，（ ）基区掺杂浓度。 31、某长方形薄层材料的方块电阻为100Ω，长度和宽度分别为300μm和60μm，则其长度方向和宽度方向上的电阻分别为（ ）和（ ）。若要获得1KΩ的电阻，则该材料的长度应改变为（ ）。 32、在缓变基区晶体管的基区中会产生一个（ ），它对少子在基区中的运动起到 4

（ ）的作用，使少子的基区渡越时间（ ）。 33、小电流时会（ ）。这是由于小电流时，发射极电流中（ ）的比例增大，使注入效率下降。 34、发射区重掺杂效应是指当发射区掺杂浓度太高时，不但不能提高（ ），反而会使其（ ）。造成发射区重掺杂效应的原因是（ ）和（ ）。 35、在异质结双极晶体管中，发射区的禁带宽度（ ）于基区的禁带宽度，从而使异质结双极晶体管的（ ）大于同质结双极晶体管的。 36、当晶体管处于放大区时，理想情况下集电极电流随集电结反偏的增加而（ ）。但实际情况下集电极电流随集电结反偏增加而（ ），这称为（ ）效应。 37、当集电结反偏增加时，集电结耗尽区宽度会（ ），使基区宽度（ ），从而使集电极电流（ ），这就是基区宽度调变效应（即厄尔利效应）。 38、IES是指（ ）结短路、（ ）结反偏时的（ ）极电流。 39、ICS是指（ ）结短路、（ ）结反偏时的（ ）极电流。 41、ICBO是指（ ）极开路、（ ）结反偏时的（ ）极电流。 41、ICEO是指（ ）极开路、（ ）结反偏时的（ ）极电流。 42、IEBO是指（ ）极开路、（ ）结反偏时的（ ）极电流。 43、BVCBO是指（ ）极开路、（ ）结反偏，当（ ）时的VCB。 44、BVCEO是指（ ）极开路、（ ）结反偏，当（ ）时的VCE。 45、BVEBO是指（ ）极开路、（ ）结反偏，当（ ）时的VEB。 46、基区穿通是指当集电结反向电压增加到使耗尽区将（ ）全部占据时，集电极电流急剧增大的现象。防止基区穿通的措施是（ ）基区宽度、（ ）基区掺杂浓度。 47、比较各击穿电压的大小时可知，BVCBO（ ）BVCEO ，BVCBO（ ）BVEBO。 5

48、要降低基极电阻bbr，应当（ ）基区掺杂浓度，（ ）基区宽度。 49、无源基区重掺杂的目的是（ ）。 50、发射极增量电阻re的表达式是（ ）。室温下当发射极电流为1mA时，re =（ ）。 51、随着信号频率的提高，晶体管的、的幅度会（ ），相角会（ ）。 52、在高频下，基区渡越时间b对晶体管有三个作用，它们是：（ ）、（ ）和（ ）。 53、基区渡越时间b是指（ ）。当基区宽度加倍时，基区渡越时间增大到原来的（ ）倍。 54、晶体管的共基极电流放大系数随频率的（ ）而下降。当晶体管的下降到（ ）时的频率，称为的截止频率，记为（ ）。 55、晶体管的共发射极电流放大系数随频率的（ ）而下降。当晶体管的下降

到021时的频率，称为的（ ），记为（ ）。 56、当ff时，频率每加倍，晶体管的降到原来的（ ）；最大功率增益pmaxK降到原来的（ ）。 57、当（ ）降到1时的频率称为特征频率Tf。当（ ）降到1时的频率称为最高振荡频率Mf。 58、当降到（ ）时的频率称为特征频率Tf。当pmaxK降到（ ）时的频率称为最高振荡频率Mf。 59、晶体管的高频优值M是（ ）与（ ）的乘积。 60、晶体管在高频小信号应用时与直流应用时相比，要多考虑三个电容的作用，它们是（ ）电容、（ ）电容和（ ）电容。 6

61、对于频率不是特别高的一般高频管，ec中以（ ）为主，这时提高特征频率Tf的主要措施是（ ）。 62、为了提高晶体管的最高振荡频率Mf ，应当使特征频率Tf（ ），基极电阻bbr（ ），集电结势垒电容TCC（ ）。 63、对高频晶体管结构上的基本要求是：（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。 64、N沟道MOSFET的衬底是（ ）型半导体，源区和漏区是（ ）型半导体，沟道中的载流子是（ ）。 65、P沟道MOSFET的衬底是（ ）型半导体，源区和漏区是（ ）型半导体，沟道中的载流子是（ ）。 66、当GSTVV时，栅下的硅表面发生（ ），形成连通（ ）区和（ ）区的导电沟道，在DSV的作用下产生漏极电流。 67、N沟道MOSFET中，GSV越大，则沟道中的电子就越（ ），沟道电阻就越（ ），漏极电流就越（ ）。 68、在N沟道MOSFET中，T0V的称为增强型，当GS0V时MOSFET处于（ ）状态；T0V的称为耗尽型，当GS0V时MOSFET处于（ ）状态。 69、由于栅氧化层中通常带（ ）电荷，所以（ ）型区比（ ）型区更容易发生反型。 70、要提高N沟道MOSFET的阈电压VT ，应使衬底掺杂浓度NA（ ），使栅氧化层厚度Tox（ ）。 71、N沟道MOSFET饱和漏源电压DsatV的表达式是（ ）。当DSDsatVV时，MOSFET进入（ ）区，漏极电流随DSV的增加而（ ）。 72、由于电子的迁移率n比空穴的迁移率p（ ），所以在其它条件相同时，（ ）沟道